WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Самым интересным и, повидимому, самым реалистичным является случай осцилляций ПОПС относительно спутника. Возможность такого рода колебаний (не всегда гармонических) неоднократно обсуждалась в работах (см., например, [9]). Колебания (flapping motions) могут быть связаны с динамикой токового слоя, имеющего свою историю развития. Многообразие направлений, под которыми спутник может пересекать бимлет, дает возможность исследовать явные проявления временных эффектов в характеристиках бимлетов. В качестве типичных случаев пересечения мы выбрали 3 варианта: а) начало наблюдения бимлета в момент прихода первых самых энергичных частиц и окончание наблюдения все еще существующей структуры за счет выхода из области распространения в Плазменный Слой (ПС); б) вход и выход из бимлета как пространственной структуры; в) вход в существующий бимлет и выход из бимлета как пространственной структуры в момент окончания работы источника, когда возможно наблюдение транзиентных эффектов Рис.3. Верхняя панель. Показана точка вхо(см. Рис.4 а,б,в).

да и выхода из бимлета как пространственной В первом случае событие наструктуры. Нижняя панель. Приведена сочинается с регистрации ионов, ответствующая данному случаю спектрограммы энергичных частиц (результаты мо- имеющих некоторую величину делирования).

энергии, и продолжается до момента регистрации ионов с некой максимальной величиной энергии для данного события (может не совпадать с максимальной энергией частиц в бимлете, если спутник не выходит из него) (Рис.4а). А затем, по мере движения спутника к экватору, величина наблюдаемых энергий падает до минимального значения энергии, существующего в данном бимлете. Сравнительный анализ энергий частиц в начале наблюдения и после прекращения наблюдения бимлета в приведенном случае позволяет заключить, что нам удалось увидеть транзиентный эффект - наблюдение начала функционирования источника бимлета в токовом слое. Таким образом, если наблюдение бимлета заканчивается регистрацией более низких энергий по сравнению с энергиями ионов в начальный момент регистрации бимлета, причем при этом спутник выходит из ПОПС или в ПС высоко – это может свидетельствовать о проявлении временных эффектов в наблюдении бимлета (прекращении функционирования источника в токовом слое). Во втором варианте пересечения бимлета вследствие колебательного движения ПОПС относительно наблюдение начинается с минимальных энергий и заканчивается на тех же энергиях, но бимлет наблюдается лишь как пространственная структура (Рис.4б). Последний из указанных выше вариантов пересечения бимлета является симметричным (по времени) отображением первого варианта (Рис.4в).

Таким образом, если наблюдение какого-либо бимлета начинается (заканчивается) «средними» энергиями, т.е. в последующие моменты времени регистрируются менее (более) энергичные частицы за счет уменьшения (увеличения) широты наблюдения – подобные экспериментальные данные также могут свидетельствовать о влиянии временных эффектов на формирование структуры бимлета.

1. Получен универсальный закон (скейлинг), связывающий энергию бимлета WN с номером резонанса N, в котором произошло ускорении частиц:

log(WN ) = 4 / 3log N + Const. Показано, что скейлинг с достаточно хорошей точностью подтверждается как результатами моделирования, так и спутниковыми данными (данные спутника КЛАСТЕР).

2. Показано, что двухпиковые функции распределения ионов в ПОПС, часто наблюдаемые в эксперименте, являются следствием пересечения бимлетов.

Приведены расчеты показывающие, на каком расстоянии от Земли в зависимости от параметров геомагнитных полей могу пересечься два бимлета, вылетающих в одну полусферу.

3. Показано, что собственные токи бимлетов, меняя местоположение областей, в которых происходит генерация пучков, приводят к формированию бимлетов как с нормальной, так и аномальной дисперсией. Однако, вероятность наблюдения бимлетов с аномальной дисперсией вблизи Земли уменьшается за счет эффектов фильтрации частиц по скоростям, что приводит к «вращению» бимлета.

4. Показано, что ограниченность времени «жизни» источника бимлетов в токовом слое характеризуется:

• с отсутствием минимально низких энергий, характерных для данного бимлета, при пересечении спутником бимлета со стороны низкоэнергичной части пучка (начало работы источника в токовом слое) • с отсутствием максимально высоких энергий, характерных для данного бимлета, при пересечении спутником бимлета со стороны низкоэнергичной части пучка (окончание функционирования источника в токовом слое) Только в указанных выше случаях возможно наблюдение транзиентных эффектов. Сделан вывод, что вероятность наблюдения начала или окончания функционирования источника должна быть достаточно мала (7.5-10% от общего числа наблюдений бимлетов).

1. Zelenyi L. M., Dolgonosov M. S., Peroomian V., Ashour-Abdalla M. Effects of nonlinearity on the structure of PSBL beamlets // Geophys.Res.Lett. 2006.

V.33. P.18103. DOI:10.1029/2006GL026176.

2. Зеленый Л.М., Долгоносов М.С., Григоренко Е.Е., Сово Ж.-А. Универсальные закономерности неадиабатического ускорения ионов в токовых слоях // Письма в ЖЭТФ. 2007. Т.85. №4. СС.225-231.

3. Долгоносов М.С., Зеленый Л.М., Григоренко Е.Е., Сово Ж.-А. Транзиентные свойства пространственных структур в пограничной области плазменного слоя // Космические Исследования. 2007. T.45. №5. CC. 1-9.

Автор диссертации принимал участие в следующих работах на другие темы:

1. Zelenyi L.M., Dolgonosov M.S., Bykov A.A., Popov V.Yu., and Malova H.V., Influence of trapped plasma on the structure of collisionless thin current sheets // Space Research. 2002. V.40. N4. PP.385-394.

2. Dolgonosov M.S., Zelenyi L.M., Malova H.V. Influence of the trapped plasma on the structure of forced current sheet // Proceedings of the 27th General Assembly of EGS. 2002. E-book.

3. Dolgonosov M.S. Influence of a weak magnetic field on properties of nonlinear wave-particle interactions // Proceedings of the International Conference PLASMA-2003. 2003. E-book P.7.2.

1. Нейштадт А.И. Скачки адиабатического инварианта при пересечении сепаратрисы // Физика Плазмы. 1986. Т.12. С.992.

2. Чириков Б.В. Устойчивость движения заряженной частицы в магнитной ловушке // Физика Плазмы. 1978.V.4. С. 521.

3. Angelopoulos, V., Baumjohann, W., Kennel et al. Bursty bulk _ows in the inner central plasma sheet // J.Geophys.Res. 1992. V.97. PP.4027-4039.

4. Ashour-Abdalla M., Berchem J. P., Buechner J., Zelenyi L. M. Shaping of the magnetotail from the mantle - Global and local structuring // J.Geophys.Res.

1993. V.98. P. 5651.

5. Bosqued J. M., Ashour-Abdalla M., El Alaoui M., Peroomian V., Zelenyi L.M., Escoubet C. P. Dispersed ion structures at the poleward edge of the auroral oval: Low-altitude observations and numerical modeling // J.Geophys.Res.

1993. V.98. P. 19181.

6. Buechner J., Zelenyi L. M. Regular and chaotic charged particle motion in magnetotail-like field reversals. I - Basic theory of trapped motion // J.Geophys.Res. 1989. V.94. P. 11821.

7. Grigorenko, E.E., Sauvaud J.-A., Zelenyi L.M. Spatial-Temporal characteristics of ion beamlets in the plasma sheet boundary layer of magnetotail // J.Geophys.Res. 2007. V.112. P.5218.

8. Sauvaud, J.-A., Popescu, D., Delcourt, Brittnacher, M., Sergeev, V., Kovrazhkin, R. A., Mukai, T., Kokubun, S. Sporadic plasma sheet ion injections into the high-altitude auroral bulge: Satellite observations // J.Geophys.Res.

1999. V.104. P.28565.

9. Sergeev V., Runov A., Baumjohann W. Current sheet flapping motion and structure observed by Cluster // Geophys.Res.Lett. 2003. V.30. P.60.

10.Slavin J. A., Smith E. J., Sibeck D. G., Baker D. N., Zwickl R. D. An ISEE study of average and substorm conditions in the distant magnetotail // J.Geophys.Res. 1985. V.90. P. 10875.

11.Sonnerup B. U. O. Adiabatic particle orbits in a magnetic null sheet. // J.Geophys.Res. 1971. V.76. P. 8211.

12.Speiser T. W. Particle trajectories in model current sheets, 1, Analytical Solutions // J. Geophys. Res. 1965. V.70. P. 4219.

13.Zelenyi L.M., Grigorenko E.E., Sauvaud J.-A., Maggiolo R. Multiplet structure of acceleration processes in the distant magnetotail // Geophys.Res.Lett. 2006.

V.33. P.6105.

14.Zwingmann W. Self-consistent magnetotail theory - Equilibrium structures including arbitrary variation along the tail axis // J.Geophys.Res. 1983. V.88.

P.9101.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»